礦井提升與運(yùn)輸課程設(shè)計(jì)

1、<p><b>　　《礦井運(yùn)輸提升》</b></p><p><b>　　設(shè)</b></p><p><b>　　計(jì)</b></p><p><b>　　說</b></p><p><b>　　明</b></p>

2、<p><b>　　書</b></p><p>　　礦井提升與運(yùn)輸課程設(shè)計(jì)</p><p><b>　　第一節(jié) 緒論</b></p><p>　　課程設(shè)計(jì)的目的、任務(wù)及基本要求</p><p>　　課程設(shè)計(jì)是繼礦井提升運(yùn)輸課程后的一門設(shè)計(jì)實(shí)踐性課程，理論與實(shí)踐緊密結(jié)合，培養(yǎng)學(xué)生機(jī)械基本

3、和綜合設(shè)計(jì)以及提高創(chuàng)新設(shè)計(jì)能力。</p><p><b>　　基本要求：</b></p><p>　　1、方案設(shè)計(jì)：根據(jù)課程設(shè)計(jì)任務(wù)的要求，在搜集、歸納、分析資料的基礎(chǔ)上，明確系統(tǒng)的主要功能，確定實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)主要功能的原理方案，需要時(shí)可以對(duì)方案進(jìn)行選優(yōu)。</p><p>　　2、課程設(shè)計(jì)的成果最后集中表現(xiàn)在課程設(shè)計(jì)說明書上，每個(gè)學(xué)生應(yīng)獨(dú)立完成課程設(shè)

4、計(jì)說明書一份。</p><p>　　3、根據(jù)系統(tǒng)方案設(shè)計(jì)的分析、計(jì)算內(nèi)容，寫出設(shè)計(jì)說明，要求其內(nèi)容密切結(jié)合設(shè)計(jì)課題，重點(diǎn)突出，用自己的語言認(rèn)真書寫，文字通順流暢，要防止不加分析地長篇引用教科書，抄襲其它著作中的闡述，課程設(shè)計(jì)說明書要求必須有目錄、正文和參考文獻(xiàn)，打印說明書</p><p>　　4、設(shè)計(jì)選題分班進(jìn)行，每位同學(xué)采用不同方案（或參數(shù)）獨(dú)立完成，注意目錄、和正文的形式不要出現(xiàn)基本雷

5、同現(xiàn)象，否則視為相互抄襲，成績均為不及格。</p><p>　　二、課程設(shè)計(jì)的主要內(nèi)容</p><p>　　1、根據(jù)給定的礦井設(shè)計(jì)生產(chǎn)條件，完成礦井生產(chǎn)系統(tǒng)各運(yùn)輸環(huán)節(jié)的主要運(yùn)輸和輔助運(yùn)輸方式及礦井提升方式的技術(shù)方案論證；</p><p>　　2、完成礦井運(yùn)輸系統(tǒng)設(shè)備的選型與配套、完成提升系統(tǒng)的設(shè)備選型，對(duì)主要運(yùn)輸環(huán)節(jié)的設(shè)備運(yùn)輸能力和提升能力進(jìn)行計(jì)算；</p&g

6、t;<p>　　3、寫設(shè)計(jì)說明書，不少于四千字，設(shè)計(jì)說明書按照統(tǒng)一封面，統(tǒng)一格式，內(nèi)容包括礦井生產(chǎn)技術(shù)條件、主要設(shè)計(jì)要求、技術(shù)方案論證與選擇、運(yùn)輸設(shè)備與提升設(shè)備的選型設(shè)計(jì)和生產(chǎn)能力計(jì)算，設(shè)計(jì)計(jì)算中的有關(guān)技術(shù)規(guī)范與要求等；</p><p>　　4、應(yīng)該根據(jù)自己的具體情況，在指導(dǎo)老師的指導(dǎo)下，按時(shí)完成設(shè)計(jì)任務(wù)。</p><p><b>　　三、課程設(shè)計(jì)的題目</b

7、></p><p>　　1、工作面刮板輸送機(jī)的選型設(shè)計(jì)；</p><p>　　2、帶式輸送機(jī)的選型設(shè)計(jì)；</p><p>　　3、副井落地式按摩提升機(jī)選型設(shè)計(jì)；</p><p>　　4、主井纏繞式提升機(jī)選型設(shè)計(jì)。</p><p>　　第二節(jié) 刮板輸送機(jī)選型設(shè)計(jì)</p><p>　　2.0

8、 刮板輸送機(jī)選型要求</p><p>　　已知某綜采工作面運(yùn)煤，運(yùn)輸生產(chǎn)能力Q=500t/h，煤的松散容重=0.85t/m3，采煤機(jī)的生產(chǎn)能力Q0=300t/h，牽引速度v0=4.6m/min，工作面長度L=200m，煤層傾角=12，試選擇合適的工作面刮板輸送機(jī)。</p><p>　　2.1 關(guān)于刮板輸送機(jī)</p><p>　　刮板輸送機(jī)是一種撓性牽引機(jī)構(gòu)的連續(xù)

9、輸送機(jī)械;主要用于采煤工作面和采區(qū)巷道等惡劣條件下的煤炭運(yùn)輸。作為采區(qū)巷道用的刮板輸送機(jī)是由刮板鏈、溜槽、機(jī)頭部、機(jī)尾部等基本部件組成，當(dāng)刮板輸送機(jī)用于機(jī)械化采煤工作面與滾筒采煤機(jī)和輸送機(jī)推移裝置配套使用時(shí)，其結(jié)構(gòu)組成除有以上基本部件外，根據(jù)設(shè)備配套要求和工作需要，還有鏟煤板、擋煤板、機(jī)頭支撐推移裝置等一些其他部件。</p><p>　　圖2-1 工作面用刮板輸送機(jī)</p><p>　　

10、1-機(jī)頭，2-機(jī)頭支撐推移裝置；3-機(jī)頭過渡槽；4-刮板鏈；</p><p>　　5-鏟煤板，6-中部槽；7-調(diào)節(jié)槽；8-機(jī)尾過渡槽；9-機(jī)尾</p><p>　　根據(jù)設(shè)計(jì)條件，預(yù)選SGW—730/180型號(hào)刮板輸送機(jī)，其鏈速為v=0.92m/s，鏈單位長度質(zhì)量q0 =36.26Kg/m，1條26*92的C級(jí)圓環(huán)鏈的破斷拉力為850KN，輸送能力為Q=500t/h。</p>

11、<p>　　刮板輸送機(jī)計(jì)驗(yàn)算的內(nèi)容包括：運(yùn)輸能力、運(yùn)行阻力、刮板鏈張力、電動(dòng)機(jī)功率鏈子的安全系數(shù)等。</p><p>　　2.2 運(yùn)輸能力驗(yàn)算</p><p>　　采煤機(jī)的工作面所需要的運(yùn)輸能力用下式計(jì)算：</p><p>　　Qc= = =320t/h＜500t/h</p><p>　　式中：Q0為采煤機(jī)工作面平均每小時(shí)生產(chǎn)率

12、,300t/h；</p><p>　　v為刮板輸送機(jī)的鏈速,0.92m/s；</p><p>　　v0為采煤機(jī)或刨煤機(jī)的牽引速度,4.6m/s。</p><p>　　根據(jù)計(jì)算，輸送能力滿足要求。</p><p>　　2.3 電動(dòng)機(jī)功率驗(yàn)算</p><p>　　刮板輸送機(jī)的運(yùn)行阻力按直線段和曲線段分別計(jì)算。運(yùn)行時(shí)除了要

13、克服煤和刮板鏈的運(yùn)行阻力外，還需克服煤和刮板鏈的重力。通常將它們一起計(jì)為總運(yùn)行阻力。 </p><p><b>　　取，, ，</b></p><p>　　2.3.1 重段直線段運(yùn)行的總阻力</p><p>　　Fzh=qLg(ωcosβ-sinβ)+qlLg(ωlcosβ-sinβ)</p><p>　　=97&#

14、215;200×9.8（0.6×cos12°-sin12°）+36.26×200×9.8（0.4×cos12°-sin12°)</p><p><b>　　=124725 N</b></p><p>　　2.3.2 空段運(yùn)行總阻力為：</p><p>　

15、　Fk = qlLg(ωlcosβ+sinβ)</p><p>　　=36.26×200×9.8（0.4×cos12+sin12°)</p><p><b>　　=42783 N</b></p><p>　　式中：Fzh為重段直線段的總阻力，N；</p><p>　　Fk為空段直線

16、段的總阻力，N；</p><p>　　q為中部槽單位長度上的裝煤量，120Kg；</p><p>　　ql為刮板鏈單位長度的質(zhì)量,36.26Kg；</p><p>　　L為刮板輸送機(jī)的長度,200m；</p><p>　　ω為煤在槽內(nèi)運(yùn)行的阻力系數(shù),0.6；</p><p>　　ωl為刮板鏈在槽內(nèi)運(yùn)行的阻力系數(shù),0.4

17、；</p><p>　　β為傾斜角度,12° 。</p><p>　　2.3.3 牽引力（考慮可彎曲段的影響）</p><p>　　刮板輸送機(jī)穩(wěn)定運(yùn)行所需要的牽引力，等于它運(yùn)行時(shí)所需克服的全部阻力之和，其計(jì)算方法采用簡易計(jì)算法。</p><p>　　F0=k1 ?k2(Fzh+Fk)</p><p>　　=

18、1.1×1.1（124725+42783）</p><p><b>　　=202685 N</b></p><p>　　式中：k1為刮板鏈繞經(jīng)鏈輪的阻力附加系數(shù)，取1.1</p><p>　　k2為彎曲段運(yùn)行阻力附加系數(shù)，取1.1。</p><p>　　2.3.4 電動(dòng)機(jī)功率</p><p

19、>　　式中：v為刮板鏈運(yùn)行速度，0.92m/s；</p><p>　　η為減速器的機(jī)械效率,0.85。</p><p>　　考慮到采區(qū)的電壓降，雙機(jī)頭驅(qū)動(dòng)兩電機(jī)負(fù)荷不均勻及難以準(zhǔn)確計(jì)算的額外阻力，實(shí)際配備的電動(dòng)機(jī)的功率，應(yīng)在計(jì)算值上增加15％~20%的備用量 ，則N’=(1.151.2)N=252.2263.3 kw，SGW—730/180型號(hào)刮板輸送機(jī)配備兩臺(tái)90Kw的電動(dòng)機(jī)，功率

20、不滿足要求，故重新選型。</p><p><b>　　2.4 重新選型</b></p><p>　　若選SGZ—730/264W型號(hào)刮板輸送機(jī)，其鏈速為v=0.95m/s，鏈單位長度質(zhì)量q0 =52Kg/m，1條26*92的C級(jí)圓環(huán)鏈的破斷拉力為850KN，輸送能力為Q=600t/h，有兩臺(tái)160KW的電動(dòng)機(jī)。</p><p>　　重新計(jì)算上

21、述步驟，得Qc=326t/h ＜ 600t/h ，故運(yùn)輸能力滿足要求。</p><p>　　計(jì)算Fzh=88932 N,Fk=61356 N,F0=181848 N ,N=203 KW,N’=233.5243.6KW,而該刮板輸送機(jī)電機(jī)為264KW，故功率滿足要求。</p><p>　　2.5 刮板鏈強(qiáng)度驗(yàn)算</p><p>　　安全系數(shù)是鏈條拉力與最大張力之比，

22、要求大于3.5。因?yàn)?，所以刮板?點(diǎn)的張力最小，令 F3=0 ，則：</p><p>　　Fmax=F4=F3+Fzh=88932 N</p><p>　　中雙鏈型負(fù)荷分配不均勻系數(shù)取0.9，安全系數(shù)</p><p>　　式中：n為鏈條的安全系數(shù)；</p><p>　　Fd為一條鏈條的破斷拉力，850KN；</p><p&

23、gt;　　Fmax為刮板鏈的最大靜張力，88932N；</p><p>　　λ為雙鏈負(fù)荷不均勻系數(shù),0.9。</p><p>　　刮板鏈的強(qiáng)度滿足要求，可以在要求的條件下工作。</p><p>　　根據(jù)以上計(jì)算，SGZ—730/264W型號(hào)刮板輸送機(jī)可以在要求的條件下工作。</p><p>　　其主要參數(shù)如下：型號(hào)SGZ—730/264W，運(yùn)

24、輸能力600t/h，刮板鏈速0.95m/s，刮板鏈為圓環(huán)鏈，采用1條26*92的C級(jí)圓環(huán)鏈的破斷拉力為850KN,電動(dòng)機(jī)功率為2132KW=264KW，由張家口煤機(jī)廠制造。</p><p>　　第三節(jié) 帶式輸送機(jī)選型設(shè)計(jì)</p><p>　　3.0 帶式輸送機(jī)選型要求</p><p>　　某上運(yùn)帶式輸送機(jī)，已知其輸送量 Q =650t/h，輸送機(jī)長度L=800m，

25、傾角=4°，散煤容重 = 1000kg/m3，最大塊度a=300mm，試選擇合適的帶式輸送機(jī)。</p><p>　　3.1 關(guān)于帶式輸送機(jī)</p><p>　　帶式輸送機(jī)是由承載的輸送帶兼作牽引機(jī)構(gòu)的連續(xù)運(yùn)輸設(shè)備，可輸送礦石、煤炭等散裝物料和包裝好的成件物品。由于它具有運(yùn)輸能力大、運(yùn)輸阻力小、耗電量低、運(yùn)行平穩(wěn)、在運(yùn)輸途中對(duì)物料的損傷小等優(yōu)點(diǎn)，被廣泛應(yīng)用于國民經(jīng)濟(jì)的各個(gè)部門。在

26、礦井巷道內(nèi)采用帶式輸送機(jī)運(yùn)送煤炭、礦石等物料，對(duì)建設(shè)現(xiàn)代化礦井有重要作用。</p><p>　　圖2－1所示是帶式輸送機(jī)的結(jié)構(gòu)簡圖。</p><p>　　圖3-1 帶式輸送機(jī)的結(jié)構(gòu)簡圖</p><p>　　1－拉緊裝置；2－裝載裝置；3 －改向滾筒；4－上托輥；5－輸送帶；6－下托輥；7－機(jī)架；8－清掃裝置；9－驅(qū)動(dòng)裝置</p><p>　　

27、3.2 輸送機(jī)的選型</p><p>　　3.2.1 帶速V的確定</p><p>　　帶速V根據(jù)帶寬和被運(yùn)物料性質(zhì)確定，我國帶速已標(biāo)準(zhǔn)化，具體選取參考課本表3-19初步確定帶速V=2m/s。</p><p>　　3.2.2 帶寬B的確定</p><p>　　按給定條件Q =650t/h，輸送機(jī)長度L=800m，傾角=4°，散

28、煤容重 = 1000kg/m3，最大塊度a=300mm，查表3-18，得k=0.99，求出物料斷面積</p><p>　　按槽角α=45°，堆積角θ=0°查表3-17，取帶寬B=1000mm。</p><p>　　3.2.3 圓周力Fu</p><p>　　Fu=FH+ FN+ FS1+ FS2+ FSt=CfL[(2qB+qG)cosβ+qR

29、O+qRU]+qGHg+ FS1+ FS2</p><p>　　查表3-22得：f=0.025。</p><p>　　查表3-23得：mRO=39kg，mRU=42kg。取lRO=1.2m，lRU=3m，則</p><p>　　qRO= =32.5kg/m，qRU= =14kg/m</p><p>　　查表3-6和表3-7得，選鋼絲繩芯膠帶G

30、X-4000，得qB=66 kg/m，則</p><p>　　qG= =90/3.6 =90kg/m</p><p>　　傾斜阻力：Fst=qGHg=qG =909.8 =49392 N</p><p>　　特種主要阻力： Fs1=FSa+ FSb</p><p>　　按重載段為等長三托輥、前傾角 </p><

31、p>　　FSa= （qB+qG） </p><p><b>　　=0.5 </b></p><p><b>　　=5632 N</b></p><p>　　由于不設(shè)裙板，故FSb=0。</p><p>　　特種主要阻力：FS2= FSc+ FSd</p><p>　　F

32、Sc=AP =0.0042 N</p><p><b>　　FSd= </b></p><p><b>　　FS2 N</b></p><p><b>　　故</b></p><p><b>　　102407 N</b></p><

33、p>　　3.2.4 各點(diǎn)張力計(jì)算</p><p>　　按啟動(dòng)時(shí)的工況求出F1、F2，取n=1.3、α=α1+α2=300°、μ=0.4，則</p><p>　　F1=Fmax= </p><p>　　正常運(yùn)行時(shí)各點(diǎn)的張力：</p><p>　　空段阻力Fk，忽略傳動(dòng)部分長度，則</p><p>&l

34、t;b>　　=-13892 N</b></p><p><b>　　重段阻力Fzh</b></p><p>　　F3≈F2=24882N</p><p>　　F4=F3+Fk=24882-13892=10990N</p><p>　　F5=F6-Fzh=120840-108428=12412N</

35、p><p>　　3.2.5 校核垂度</p><p>　　垂度校核必須分別校核重段垂度和空段垂度，兩者都要找出最小張力點(diǎn)。</p><p>　　由各點(diǎn)的張力計(jì)算值可知，重段最小張力點(diǎn)在位置5，空段最小張力點(diǎn)在位置4。</p><p>　　重段垂度所需要的最小張力為：</p><p><b>　　通過</b

36、></p><p>　　空段垂度所需要的最小張力為：</p><p><b>　　通過</b></p><p>　　3.2.6 校核膠帶安全系數(shù)</p><p>　　3.2.7 電動(dòng)機(jī)功率的確定</p><p>　　可選3臺(tái)大于241KW的電機(jī)，其中兩臺(tái)工作，一臺(tái)備用。</p>

37、;<p>　　3.2.8 拉緊力計(jì)算</p><p>　　此拉緊力是按穩(wěn)定運(yùn)行條件計(jì)算的，啟動(dòng)和制動(dòng)工況還要按加、減速度的慣性力增大拉緊力，以免輸送帶在滾筒上打滑。</p><p>　　第四節(jié) 副井落地式摩擦提升機(jī)選型設(shè)計(jì)</p><p><b>　　4.0 設(shè)計(jì)依據(jù)</b></p><p>　　井口

38、標(biāo)高 +1500.00m</p><p>　　井底車場水平 +600.00m</p><p><b>　　最大班工作量：</b></p><p>　　下送人員 130人/班，</p><p>　　提升矸石 48

39、5t/天</p><p>　　運(yùn)送坑木 38m3/天</p><p>　　沙石、水泥 28m3/天</p><p>　　飲水車 2車/天</p><p>　　油脂車 20車/天</p><p>　　炸藥 1車

40、/天</p><p>　　雷管 1車/天</p><p>　　其它 20車/天</p><p>　　最大件重量 40000 kg</p><p>　　4.1 關(guān)于副立井提升設(shè)備</p><p>　　礦井提升設(shè)備是沿井筒提升煤炭、矸石，升

41、降人員和設(shè)備，下放材料的大型機(jī)械設(shè)備。它是礦山下生產(chǎn)系統(tǒng)和地面工業(yè)廣場相連接的樞紐，是礦山運(yùn)輸?shù)难屎?。因此，礦井提升設(shè)備在礦山生產(chǎn)的全過程中占有極其重要的地位。</p><p>　　此外，礦井提升設(shè)備是一大型的綜合機(jī)械化—電氣設(shè)備，其成本和耗電量比較高，所以在新礦井的設(shè)計(jì)和老礦井的改建設(shè)計(jì)中，確定合理的提升系統(tǒng)時(shí)，必須經(jīng)過多方面的技術(shù)經(jīng)濟(jì)比較，結(jié)合礦井具體條件，保證提升設(shè)備在選型和運(yùn)轉(zhuǎn)兩個(gè)方面都是合理的，即要求礦

42、井提升設(shè)備具有經(jīng)濟(jì)性。</p><p>　　副井罐籠規(guī)格的選擇按如下規(guī)定確定：根據(jù)井下運(yùn)輸使用的礦車名義載重量確定罐籠的噸位；根據(jù)運(yùn)送最大班下井工人的時(shí)間不超過40min或每班總作業(yè)時(shí)間是否超過6h來確定罐籠的層數(shù)。一般應(yīng)先考慮單層罐籠，不滿足要求時(shí)再選擇雙層罐籠。</p><p>　　綜采工作面使用液壓支架需整體下運(yùn)，其寬度為1.5m，為礦井外形尺寸最大件。</p><

43、;p>　　4.2 設(shè)備類型的確定</p><p>　　4.2.1 選擇罐籠</p><p>　　由于井深，且年產(chǎn)量大，決定選取多繩、落地式布置的雙容器提升系統(tǒng)。</p><p>　　考慮到綜采設(shè)備中液壓支架升降的需要，決定GDG—5×1﹙1.5k×4﹚/195×4型多繩罐籠。其有關(guān)參數(shù)是：QZ=16110kg；Hr=12m；容

44、器中心距S=2.08m，乘人時(shí)使用雙層。每層可乘48人；升降物料時(shí)只使用底層。</p><p>　　4.2.2 選擇鋼絲繩</p><p>　　經(jīng)常性作業(yè)中，以提矸作業(yè)載荷最重，故以此條件選擇鋼絲繩。</p><p><b>　　一次提矸量Q</b></p><p>　　根據(jù)罐籠型號(hào)，決定選用四繩摩擦提升機(jī)，n=4；采

45、用兩根尾繩，n1=2。</p><p>　　已知提人又提貨的鋼絲繩安全系數(shù)ma，按《煤礦安全規(guī)程》規(guī)定應(yīng)用下式計(jì)算</p><p>　　式中：Hc為主繩最大垂長，m，其值為</p><p>　　式中：井塔高度Hj暫取40m；尾繩環(huán)高度Hb取25m。</p><p><b>　　主繩單位重力p</b></p>

46、<p>　　根據(jù)計(jì)算出的值，選用6Δ（34）鋼絲繩其主要參數(shù)值為：d=31mm，=39.41N/m，，根據(jù)主繩情況，選用6*37鋼絲繩做尾繩。其只要參數(shù)值為</p><p>　　由于，可認(rèn)為本系統(tǒng)為等重尾繩系統(tǒng)。</p><p>　　下面驗(yàn)算安全系數(shù)ma</p><p>　　所選鋼絲繩符合要求。</p><p>　　4.2.3

47、選擇提升機(jī)</p><p>　　可選用JDM3.25/4（Ι）型多繩提升機(jī)。配用導(dǎo)向輪直徑Dt=3m。導(dǎo)向輪的變位重力Gt=30.6kN.</p><p>　　上述提升機(jī)的有關(guān)數(shù)據(jù)是：D=3.25m， 。</p><p><b>　　襯墊允許比壓</b></p><p><b>　　下面分別驗(yàn)算的值。</

48、b></p><p><b>　　式中：</b></p><p>　　提矸石時(shí)上升罐籠靜張力Fs及下放側(cè)靜張力Fx表示式為</p><p>　　根據(jù)以上計(jì)算結(jié)果，可知所選提升機(jī)滿足要求。</p><p>　　4.2.4 相對(duì)位置計(jì)算</p><p>　　落地式布置的相對(duì)位置圖與圖7-7類似

49、。取主導(dǎo)輪與導(dǎo)向輪中心垂直高差Ht=5m。圍包角α為</p><p><b>　　式中：之計(jì)算值為</b></p><p>　　上式中R , r 分別為主導(dǎo)輪及導(dǎo)向輪的半徑。</p><p><b>　　井塔高度Hj</b></p><p>　　考慮到安全設(shè)施和設(shè)備安置的需要，確定Hj=40m，由于

50、在10m/s左右，故上式的過卷高度Hg定為10m。</p><p>　　4.2.5 預(yù)選電動(dòng)機(jī)</p><p><b>　　經(jīng)濟(jì)速度ν</b></p><p>　　擬用交流異步電動(dòng)機(jī)，由v值查得上述提升機(jī)應(yīng)配以的減速器。電動(dòng)機(jī)的同步轉(zhuǎn)速。</p><p>　　初步計(jì)算電動(dòng)機(jī)容量N</p><p>

51、;　　式中： =0.85，取ξ=1.3，k=1.2。</p><p>　　根據(jù)上述n值，選用YR800—10/1180型高壓6kV交流電動(dòng)機(jī)。其主要參數(shù)為：</p><p>　　Ne=800kW， </p><p>　　4.2.6 運(yùn)動(dòng)學(xué)計(jì)算</p><p><b>　　計(jì)算總變位質(zhì)量m</b></p>

52、<p><b>　　先計(jì)算變位重力G</b></p><p><b>　　式中：</b></p><p>　　為主繩變位重力， 為尾繩變位重力， 為電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)子變位重力， </p><p>　　根據(jù)G可求出變位質(zhì)量m</p><p>　　4.2.7 加減速度的確定</p>

53、<p>　　考慮到《煤礦安全規(guī)程》的規(guī)定，a1,a3均應(yīng)小于0.75m/s。以充分利用電動(dòng)機(jī)的過載能力和減速器允許最大力矩的限制為原則，計(jì)算出的加速度a1<0.66m/s2。取實(shí)際的工a1＝0.65 m/s2。考慮到以自由滑行運(yùn)轉(zhuǎn)的減速度0.64 m/s2，而采用適當(dāng)制動(dòng)力時(shí)的減速度為0.87 m/s2，決定采用0.75 m/s2作為實(shí)際的減速度a3</p><p><b>　　運(yùn)行學(xué)參

54、數(shù)計(jì)算</b></p><p><b>　　先用下式確定</b></p><p>　　罐籠提升通常采用五階段速度圖。采用h4=2.5m,v4=0.5m/s,若略去最后停車階段，可得出相應(yīng)各階段的行程和時(shí)間</p><p><b>　　取θ=22s,則</b></p><p>　　Tx=t

55、1+t2+t3+t4+θ=105.8s</p><p>　　4.2.8 防滑驗(yàn)算</p><p>　　取摩擦系數(shù)μ＝0.2，此時(shí)σd≥1.75.</p><p><b>　　動(dòng)防滑驗(yàn)算</b></p><p>　　取μ＝0.25。在提升貨載時(shí)，驗(yàn)算加速階段的σd>1.25；在下放貨載時(shí)，驗(yàn)算緊急制動(dòng)時(shí)，可令。&l

56、t;/p><p>　　這里，只驗(yàn)算正常最重貨載（矸石）提升，以及正常最重載（因?yàn)椴牧现亓π∮陧肥?，較重設(shè)備與矸石重力相近，故仍以矸石為準(zhǔn)）下放兩種情況。</p><p>　　式中：為緊急制動(dòng)減速度，初步定為=2.5m/s2</p><p>　　由以上計(jì)算結(jié)果可以看出，本系統(tǒng)在正常作業(yè)時(shí)，防滑安全系統(tǒng)均較為富裕。考慮到副井作業(yè)的多樣性（例如偶爾下放大件設(shè)備），這也是合理的

57、。</p><p>　　4.2.9 動(dòng)力學(xué)計(jì)算</p><p>　　由以上已知各參數(shù)，代入動(dòng)力方程式，各階段拖動(dòng)力計(jì)算結(jié)果如下</p><p>　　4.2.10 電動(dòng)機(jī)容量驗(yàn)算</p><p><b>　　等效容量Nd</b></p><p><b>　　過負(fù)荷驗(yàn)算：</b&g

58、t;</p><p>　　在確定a1時(shí)，已經(jīng)考慮了過負(fù)荷能力。由于多繩罐籠采用搖臺(tái)作為承拉裝置，因此可不必再進(jìn)行負(fù)荷性能的校驗(yàn)。</p><p>　　根據(jù)以上分析，預(yù)選的Nc＝800kw的電動(dòng)機(jī)是滿足要求的，而且具有的富裕系數(shù)。</p><p>　　副井最大班作業(yè)時(shí)間平衡表（電算輸出）</p><p>　　附表1

59、 副井作業(yè)時(shí)間平衡表</p><p>　　注：最大班井工人按130人計(jì)算，提矸石作業(yè)量按40000kN計(jì)算</p><p>　　第五節(jié) 主井纏繞式提升機(jī)選型設(shè)計(jì)</p><p><b>　　5.0 設(shè)計(jì)依據(jù)</b></p><p>　　井口鎖口標(biāo)高： +22.0m 井底車場水平標(biāo)高： -650m&

60、lt;/p><p>　　卸載高度：16m 工作制度： 310d/a； 15h/d </p><p>　　提升方式：雙箕斗提升 設(shè)計(jì)提升能力：700萬t/a</p><p>　　5.1 關(guān)于主井提升系統(tǒng)</p><p>　　礦井的提升設(shè)備主要是由提升容器、提升鋼絲繩、提升機(jī)、井架、天輪和裝卸載設(shè)備等組成。</p&

61、gt;<p>　　進(jìn)行提升設(shè)備選型設(shè)計(jì)時(shí)，礦井年產(chǎn)量An和礦井深度Hs為已知條件，當(dāng)提升容器的類型確定后，還要選擇容器的規(guī)格。在提升任務(wù)確定后，選擇提升容器的規(guī)格有兩種具體情況：一是選擇均較大的規(guī)格的容器，一次提升量較大，則提升次數(shù)少。這樣，因?yàn)橐淮翁嵘枯^大，所需的提升鋼絲繩直徑和提升機(jī)直徑較大，因而初期投資較多。但提升次數(shù)較少，運(yùn)轉(zhuǎn)費(fèi)用較少。二是選擇較小規(guī)格的容器，情況和上述相反，因而初期投資較少，而運(yùn)轉(zhuǎn)費(fèi)用較多。其原

62、則是：一次合理提升量應(yīng)該使得初期投資費(fèi)和運(yùn)轉(zhuǎn)費(fèi)的加權(quán)平均總和最小。其結(jié)構(gòu)簡圖見下圖5-1</p><p><b>　　5.2 設(shè)備選型</b></p><p>　　5.2.1 提升容器的確定</p><p><b>　　小時(shí)提升量As</b></p><p>　　式中：Ah—小時(shí)提升能力，t/h

63、；af —提升能力富裕系數(shù)，af =1.2；</p><p>　　br—年工作日，br=310d；t—日工作時(shí)間，t=15h。</p><p><b>　　提升高度估算H</b></p><p>　　H=20+672+16=708m</p><p><b>　　提升速度估算</b></p>

64、;<p><b>　　一次提升時(shí)間估算</b></p><p><b>　　一次提升量</b></p><p><b>　　選擇提升容器</b></p><p>　　由于主提升是礦井的咽喉，根據(jù)礦井現(xiàn)有提升的經(jīng)驗(yàn)，主提升留有一定的富裕能力是很有必要的。因此，主提升容器選擇一對(duì)50t箕斗。

65、箕斗主要技術(shù)參數(shù)見下表。</p><p><b>　　箕斗主要技術(shù)參數(shù)</b></p><p><b>　　一次提升量</b></p><p>　　一次提升量Q=40.6t</p><p>　　5.3 選擇鋼絲繩</p><p><b>　　繩端荷重</b&

66、gt;</p><p>　　Qd=Qz＋Q=（22+20）×103=42000kg</p><p><b>　　實(shí)際提升高度</b></p><p>　　Ht =20.4+807.43+15+7.61+0.3=850.74 m</p><p><b>　　鋼絲繩的懸垂長度</b></

67、p><p>　　HC= Hj2+Ht+Hh-Hx =899.24 m</p><p><b>　　鋼絲繩單位長度重量</b></p><p>　　==6.69 kg/m</p><p>　　主提升鋼絲繩主要技術(shù)參數(shù)</p><p><b>　　尾繩選擇</b></p>

68、<p>　　尾繩鋼絲繩主要技術(shù)參數(shù)</p><p>　　5.4 系統(tǒng)不平衡重量計(jì)算</p><p>　　△=2qk－4pk=2×17.68－4×7.84=0 kg/m</p><p>　　△/4 pk=0/（4×7.84）=0，提升系統(tǒng)按等重尾繩計(jì)算。</p><p>　　5.5 選擇提升機(jī)&l

69、t;/p><p>　　5.5.1 主導(dǎo)輪直徑</p><p>　　Dg ≥90d = 80×39=3120 mm</p><p>　　Dg ≥1200δ =1200×3.2=3840 mm</p><p>　　5.5.2 最大靜張力</p><p>　　Fj =（42000＋4×7.84&

70、#215;893.01）×9.81×10-3=686.75 kN</p><p>　　5.5.3 最大靜張力差</p><p>　　FC =20×9.81=196.2 kN</p><p>　　5.5.4 選擇提升機(jī)</p><p>　　選擇JKMD－4.5×4（Ⅲ）E型落地式四繩摩擦提升機(jī)，其主要技

71、術(shù)參數(shù)如下：</p><p>　　主導(dǎo)輪直徑： Dm=4.5 m</p><p>　　天輪直徑： Dm=4.5m </p><p>　　最大靜張力：Fj0=900kN </p><p>　　最大靜張力差： FC0=220kN </p><p>　　旋轉(zhuǎn)部分變位重量： G

72、j=29t</p><p>　　天輪變位重量： Gt=11.5×2=23 t</p><p>　　襯墊摩擦系數(shù)：μ=0.25</p><p>　　襯墊比壓： Pm=1.962 MPa</p><p>　　鋼絲繩間距： a = 350 mm</p><p>　　5.6 提升機(jī)襯墊比壓及鋼絲繩安全系數(shù)驗(yàn)

73、算</p><p>　　5.6.1 鋼絲繩安全系數(shù)驗(yàn)算</p><p>　　規(guī)程要求的安全系數(shù)：m0=7.2－0.0005Hc=7.2－0.0005×899.24 =6.75</p><p>　　鋼絲繩實(shí)際安全系數(shù)：m ==7.47＞6.75</p><p>　　5.6.2 比壓驗(yàn)算</p><p>　　

74、==1.49MPa＜1.962 MPa</p><p>　　5.7 選擇電動(dòng)機(jī)</p><p>　　5.7.1 提升速度</p><p>　　《煤礦安全規(guī)程》允許的最高速度： =0.6× =17.36 m/s 取Vm =14m/s。</p><p>　　5.7.2 電動(dòng)機(jī)功率</p><p>　　=

75、=3474.70kW</p><p>　　選用同步電動(dòng)機(jī)1臺(tái)，其主要技術(shù)參數(shù)如下：</p><p>　　額定功率： Ne=3500 kW</p><p>　　額定電壓： Ue=1500V</p><p>　　額定轉(zhuǎn)速： Ve=59.42r/min</p><p>　　轉(zhuǎn)動(dòng)慣量： J=35000kg·m2 &

76、lt;/p><p><b>　　電動(dòng)機(jī)的變位重量：</b></p><p>　　=4×35000×=6910kg=6.91t。</p><p>　　實(shí)際提升速度：Vm==14 m/s。</p><p>　　5.8 提升系統(tǒng)幾何尺寸計(jì)算</p><p>　　5.8.1 井架高度&

77、lt;/p><p>　?。?）下天輪中心高度</p><p>　　Hj1=Hx+Hr+Hg +0.75Rt+2.5 =15+13.14+10+0.75×2.25+2.5=42.3 m</p><p>　　取Hj1=42.5 m</p><p>　?。?）上天輪中心高度</p><p>　　取Hj2= Hj1+6=

78、42.5+6=48.5m</p><p>　　5.8.2 主導(dǎo)輪中心至提升中心水平距離</p><p>　　Ls′ =0.6Hj2+3.5+Dg=0.6×48.5+3.5+4.5=37.1m，取Ls=35m。</p><p>　　5.8.3 尾繩環(huán)高度</p><p>　　Hw= Hg+2S=10+2×2.3=14.6

79、 m 取Hw=15m</p><p>　　5.8.4 鋼絲繩弦長計(jì)算</p><p>　　上弦長： =55.11 m</p><p>　　下弦長： =48.88m</p><p><b>　　鋼絲繩的仰角計(jì)算</b></p><p>　　上繩仰角： =52.1287°=52

80、6;7′43″</p><p><b>　　下繩仰角：</b></p><p>　　=55.1003°=55°6′1″</p><p><b>　　鋼絲繩圍抱角</b></p><p>　　Α = 180°+β2－β1=182.9726°=3.19347弧度&

81、lt;/p><p>　　euα= e0.25×3.19347=2.22</p><p><b>　　5.9 防滑驗(yàn)算</b></p><p>　　5.9.1．空載側(cè)鋼絲繩靜張力</p><p>　　T0=Gz+nPkHc=22000+4×7.84×899.24=50200kg=50.2t =4

82、92.46kN</p><p>　　5.9.2．提升系統(tǒng)（提升機(jī)、電動(dòng)機(jī)、天輪）變位重量之和</p><p>　　G=Gj+Gd+2Gt=29+6.91+2×11.5=58.91t</p><p>　　5.9.3．防滑計(jì)算</p><p>　　（1）主加速a1要求的靜張力（a1=1m/s2）</p><p>

83、　　=28.89t=283.41kN</p><p>　?。?）下放重載緊急制動(dòng)要求的靜張力，滿足《規(guī)程》不小于1.5 m/s2的要求</p><p>　　=26.838t=263.28 kN</p><p>　　（3）上提重載緊急制動(dòng)要求的靜張力，滿足《規(guī)程》不大于5 m/s2的要求</p><p>　　=16.60t=162.86kN，&

84、lt;/p><p>　　取T=max（T0、T1、T2、T3）= 50.2t。</p><p>　　（4）上提重載緊急制動(dòng)防滑驗(yàn)算</p><p>　　T=50.2t時(shí)，滿足不滑動(dòng)的要求為：</p><p>　　緊急制動(dòng)減速度：3.688m/s2</p><p>　　上提重載緊急制動(dòng)極限減速度：</p>&l

85、t;p>　　=4.266m/s2</p><p>　　as < aj s< 5 m/s2</p><p>　　（5）空容器運(yùn)行緊急制動(dòng)防滑驗(yàn)算</p><p>　　T= 50.2t時(shí)，滿足不滑動(dòng)的要求為：</p><p>　　緊急制動(dòng)減速度：=1.42m/s2</p><p>　　緊急制動(dòng)極限減速度：

86、 =3.027 m/s2</p><p><b>　　ak< ajk</b></p><p>　　故取T= T0=50.2 t，能滿足提升各種運(yùn)行方式下緊急制動(dòng)防滑要求。</p><p>　　5.10 運(yùn)動(dòng)學(xué)計(jì)算</p><p>　　取 a1= a3=1m/s2，V4=0.5 m/s，h4=3 m，V0=1.5m

87、/s，a0=0.5 m/s2，Vm =14m/s。運(yùn)動(dòng)學(xué)計(jì)算內(nèi)容和計(jì)算結(jié)果詳見下表，簡圖見下圖5-2。</p><p><b>　　運(yùn)動(dòng)學(xué)計(jì)算表</b></p><p>　　提升系統(tǒng)的變位重量和各階段力值計(jì)算詳見下表。</p><p><b>　　提升系統(tǒng)動(dòng)力學(xué)計(jì)算</b></p><p>　　5.

88、11 電動(dòng)機(jī)容量的效驗(yàn)</p><p><b>　　等效時(shí)間：</b></p><p>　　Td = 0.75(t0+t1+t3+t4)+t2+θ/3 =80.05 s</p><p><b>　　等效力</b></p><p>　　ΣF2t = F02t0+ F12t1+ F22t2+ F32t

89、3+ F42t4 + F52t5=4237374.86kN2·s</p><p>　　Fd = =230.07kN </p><p>　　等效功率： Nd= FdVm=3221.04kW</p><p>　　電動(dòng)機(jī)富余系數(shù)： Ne /Nd=1.07</p><p>　　電動(dòng)機(jī)額定力：

90、 Fe= Ne / Vm=250 kN</p><p>　　過載系數(shù)： λ/= Fmax /Fe=0.98<0.8λ=0.8×2=1.6</p><p>　　故所選擇的電動(dòng)機(jī)符合提升要求。</p><p>　　5.12 提升能力計(jì)算</p><p>　　小時(shí)提升能力（按定量裝載20t計(jì)算）</p

91、><p>　　Ah==698.15t/h</p><p><b>　　年提升能力</b></p><p>　　Aa=×10-4=335.1 萬t/a</p><p><b>　　提升能力富裕系數(shù)</b></p><p><b>　　af ==1.68</

92、b></p><p>　　5.13 提升電耗計(jì)算</p><p><b>　　噸煤電耗Et</b></p><p>　　ΣFt = F0t0+ F1t1+ F2t2+ F3t3+ F4t4=64448.78kN.s</p><p>　　Et==13.89 kW·h/t</p><p&g